計(jì)算機(jī)圖形的應(yīng)用
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制作三維圖像的流程
Modeling
3D幾何中所謂建模就是構(gòu)建現(xiàn)實(shí)世界的物體的三角網(wǎng)格
Rendering
visibility
最早在上世紀(jì)60年代面對(duì)的最早的挑戰(zhàn)是术吗,visibility ( 可見化 )物喷,當(dāng)時(shí)提出了很多技術(shù)消除隱藏線算法和消除隱藏面算法。
舉個(gè)例子彤敛,例如在這樣一幅只畫了線框的中性锭,我們是無(wú)法確定物體與物體之間位置關(guān)系的。
通過(guò)消除隱藏線算法消除我們不應(yīng)該看到的線,這樣可以讓我們觀察到不同物體之間的深度。
繼續(xù)拓展消除隱藏線即可延伸到消除隱藏面践樱。
visibility的根本挑戰(zhàn)就是這個(gè)物體在哪個(gè)物體的前面,也就是它們的層次關(guān)系凸丸。
Ivan Sutherland提出了把可視問(wèn)題轉(zhuǎn)為排序問(wèn)題的方法拷邢,并且比較了許多算法的。
一旦完成了消隱之后就可以給圖形上色了甲雅。
但是這還無(wú)法使我們滿足解孙,因?yàn)閺倪@些圖形上面還是能看到許多它們不應(yīng)該出現(xiàn)的樣子坑填,例如一個(gè)圓體上面還有許多四邊形邊形抛人。
lighting
幾何圖形進(jìn)行消隱并上色還還是不太理想壹堰,這是上世紀(jì)70年代面臨的難題年鸳,如何得到幾何體的好看的,色彩平滑過(guò)渡的圖像峭竣?
猶他大學(xué)的Henri Gouraud提出了處理這種多邊形圖案的方法苍在,插值明暗
這就是著名的Gouraud明暗處理绝页,這種平滑著色法使圖案看起來(lái)更加的平滑更像真正的曲目而不是剛剛那樣棱角分明荠商,在OpenGL任然使用這種方法。但是即使這樣這些圖案還是缺少光澤续誉,它們只是被賦予了恒定的顏色莱没。
Bui Tuong Phong提出了新的方法,Phong明暗處理(Phong光照模型)酷鸦,有了鏡面反射的概念饰躲。
這種方法在圖案中加入了高光。
Global illumination
Turner Whited 在1980年提出了遞歸的光線跟蹤(ray tracing)算法
另一個(gè)突破是Goral提出的模擬輻射度(radiosity)
能夠模擬光線在物體與物體之間的傳遞臼隔。
最終Kajiya在1986年提出了渲染方程(the rendering equation)嘹裂,將上面的幾種技術(shù)結(jié)合到了一起,呈現(xiàn)了多種視覺效果摔握。